JP6464717B2 - シート製造装置、シート製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート製造装置及びシート製造方法に関する。

従来、フォーミングドラムを介して繊維を含む材料をメッシュベルト上に堆積し、堆積された材料を一対のヒーターローラーに通過させて再生紙を製造する紙再生装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１４４８１９号公報

ところで、上記装置では、再生紙の強度が得られにくいため、ヒーターローラーに通過させる前に繊維同士を結着させる添加剤等を供給する必要がある。この場合、繊維を含む材料に供給する添加剤の量が多すぎると、再生紙としての質感が損なわれるため、繊維の量に応じた添加剤の量に設定することが望まれる。しかし、装置全体を流れる繊維の量はばらつくため、繊維に対して供給する添加物の量を一定にすることが困難である。特に、再生紙を作り始める起動時や材料が無くなりかけた終了時では繊維の流量のばらつきが大きく、添加剤の適量の設定が困難である、という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかるシート製造装置は、繊維を含む材料を解繊する解繊部と、前記解繊部で解繊処理された解繊物の少なくとも一部に、前記繊維同士を結着する樹脂を含む添加剤を供給する添加剤供給部と、前記解繊物の少なくとも一部に前記添加剤を加えた混合物を用いてシートを成形する成形部と、を備えるシート製造装置であって、前記シート製造装置により前記シートを成形し始める起動時または前記シートの成形を止める前の終了時において、前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも前記添加剤の供給量を多くすることを特徴とする。

この構成によれば、シートを成形し始める起動時やシートの成形を止める前の終了時は、搬送される繊維の量がばらつくが、繊維の量に応じて添加剤の供給量が制御される。これにより、品質が安定したシートを製造することができる。

［適用例２］上記適用例にかかるシート製造装置は、前記解繊物の少なくとも一部を除去する除去部を有し、前記解繊物の搬送方向において前記除去部より下流で前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量を検知することを特徴とする。

この構成によれば、解繊物の少なくとも一部が除去された後の解繊物または混合物の流量を正確に把握することができる。

［適用例３］上記適用例にかかるシート製造装置では、前記混合物の流量を検知する検知部を有することを特徴とする。

この構成によれば、解繊物は密度が小さいので流量を測定しにくいが、解繊物に添加剤が加えられた後の混合物は密度がより大きくなるので、正確に流量を測定することができる。

［適用例４］上記適用例にかかるシート製造装置では、前記解繊物の少なくとも一部の流量を検知する検知部を有することを特徴とする。

この構成によれば、添加剤を加える前に、添加剤を加える対象の解繊物の流量を知ることができる。

［適用例５］上記適用例にかかるシート製造装置は、前記解繊物の少なくとも一部および前記混合物を搬送する搬送路を有し、前記搬送路は、搬送路の一部が曲がっている曲げ部を備え、前記曲げ部または、前記解繊物の搬送方向において前記曲げ部よりも下流側の搬送路に、前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量を検知する検知部を有することを特徴とする。

この構成によれば、搬送路には曲げ部が設けられ、曲げ部または材料の搬送方向において曲げ部よりも下流側の搬送路には解繊物の少なくとも一部または混合物の流量を検知する検知部が設けられている。この搬送路は解繊物（または混合物）を、例えば、気流や重力によって空気中で搬送する。搬送される解繊物等は、曲げ部または解繊物等の搬送方向において曲げ部よりも下流側の搬送路において遠心力で搬送路の一方側に片寄って搬送される。このため、検知部によって解繊物等の有無状態を容易に検出することができる。そして、例えば、当該検出に基づいて、解繊物等の流量を容易に管理することができる。

［適用例６］本適用例にかかるシート製造方法は、繊維を含む材料を解繊し、解繊処理された解繊物の少なくとも一部に、前記繊維同士を結着する樹脂を含む添加剤を供給し、前記解繊物の少なくとも一部に前記添加剤を加えた混合物を用いてシートを成形するシート製造方法であって、前記シートを成形し始める起動時または前記シートの成形を止める前の終了時において、前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも前記添加剤の供給量を多くすることを特徴とする。

この構成によれば、シートを成形し始める起動時やシートの成形を止める前の終了時は、搬送される繊維の量がばらつくが、繊維の量に応じて添加剤の供給量が制御される。これにより、品質が安定したシートを製造することができる。

第１実施形態にかかるシート製造装置の構成を示す概略図。 第１実施形態にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図。 第２実施形態にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図。 変形例１にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図。 変形例２にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図。 変形例３にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図。 変形例４にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図。

以下、本発明の第１及び第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。

（第１実施形態）
まず、シート製造装置の構成について説明する。シート製造装置は、例えば、純パルプシートや古紙などの原料（被解繊物）Ｐｕを新たなシートＰｒに形成する技術に基づくものである。本実施形態にかかるシート製造装置は、繊維を含む材料を解繊する解繊部と、解繊部で解繊処理された解繊物の少なくとも一部に、繊維同士を結着する樹脂を含む添加剤を供給する添加剤供給部と、解繊物の少なくとも一部に添加剤を加えた混合物を用いてシートを成形する成形部と、を備えるシート製造装置であって、シート製造装置によりシートを成形し始める起動時またはシートの成形を止める前の終了時において、解繊物の少なくとも一部または混合物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも添加剤の供給量を多くするものである。また、本実施形態にかかるシート製造方法は、繊維を含む材料を解繊し、解繊処理された解繊物の少なくとも一部に、繊維同士を結着する樹脂を含む添加剤を供給し、解繊物の少なくとも一部に添加剤を加えた混合物を用いてシートを成形するシート製造方法であって、シートを成形し始める起動時またはシートの成形を止める前の終了時において、解繊物の少なくとも一部または混合物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも添加剤の供給量を多くするものである。以下、具体的にシート製造装置の構成について説明する。

図１は、本実施形態にかかるシート製造装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態のシート製造装置１は、供給部１０と、粗砕部２０と、解繊部３０と、分級部４０と、選別部５０と、添加剤供給部６０と、成形部１００と、検知部３００等を備えている。また、これらの部材を制御する制御部２を備えている。

供給部１０は、粗砕部２０に原料としての古紙Ｐｕ等を供給するものである。供給部１０は、例えば、複数枚の古紙Ｐｕを重ねて貯めておくトレー１１と、トレー１１中の古紙Ｐｕを粗砕部２０に連続して投入可能な自動送り機構１２等を備えている。シート製造装置１に供給する古紙Ｐｕとしては、例えば、オフィスで現在主流となっているＡ４サイズの用紙等である。

粗砕部２０は、供給された古紙Ｐｕを数センチメートル角の紙片に裁断するものである。粗砕部２０では、粗砕刃２１を備え、通常のシュレッダーの刃の切断幅を広げたような装置を構成している。これにより、供給された古紙Ｐｕを容易に紙片に裁断することができる。そして、分断された粗砕紙は、搬送路２０１を介して解繊部３０に供給される。

解繊部３０は、繊維を含む材料を空気中で解繊するものである。具体的には、解繊部３０は、回転する回転刃（図示せず）を備え、粗砕部２０から供給された粗砕紙を繊維状に解きほぐす解繊を行うものである。本願においては、解繊部３０で解繊されるものを被解繊物と言い、解繊部３０を通過したものを解繊物と言う。なお、本実施形態の解繊部３０は、空気中で乾式で解繊を行うものである。解繊部３０の解繊処理により、印刷されたインクやトナー、にじみ防止材等の紙への塗工材料等は、数十μｍ以下の粒（以下、「インク粒」という）となって繊維と分離する。したがって、解繊部３０から出る解繊物は、紙片の解繊により得られる繊維とインク粒である。そして、回転刃の回転によって気流が発生する機構となっており、搬送路２０２を介して解繊された繊維はこの気流に乗って空気中で分級部４０に搬送される。なお、必要に応じて解繊部３０に搬送路２０２を介して解繊された繊維を分級部４０に搬送させるための気流を発生させる気流発生装置を別途設けてもよい。

分級部４０は、導入された導入物を気流により分級するものである。本実施形態では、導入物としての解繊物をインク粒と繊維とに分級する。分級部４０は、例えば、サイクロンを適用することにより、搬送された繊維をインク粒と繊維（解繊物）とに気流分級することができる。なお、サイクロンに替えて他の種類の気流式分級器を利用してもよい。この場合、サイクロン以外の気流式分級器としては、例えば、エルボージェットやエディクラシファイヤー等が用いられる。気流式分級器は旋回気流を発生させ、解繊物のサイズと密度により受ける遠心力の差によって分離、分級するもので、気流の速度、遠心力の調整により、分級点を調整することができる。これにより、比較的小さく密度の低いインク粒と、インク粒より大きく密度の高い繊維とに分けられる。

本実施形態の分級部４０は接線入力方式のサイクロンであり、解繊部３０から導入物が導入される導入口４０ａと、導入口４０ａが接線方向についた筒部４１と、筒部４１の下部に続く円錐部４２と、円錐部４２の下部に設けられる下部取出口４０ｂと、筒部４１の上部中央に設けられる微粉排出のための上部排気口４０ｃとから構成される。円錐部４２は鉛直方向下方にむかって径が小さくなる。

分級処理において、分級部４０の導入口４０ａから導入された解繊物をのせた気流は、筒部４１、円錐部４２で円周運動に変わり、遠心力がかかり分級される。そして、インク粒より大きく密度の高い繊維は下部取出口４０ｂへ移動し、比較的小さく密度の低いインク粒は空気とともに微粉として上部排気口４０ｃへ導出される。そして、分級部４０の上部排気口４０ｃからインク粒が排出される。そして、排出されたインク粒は、分級部４０の上部排気口４０ｃに接続された搬送路２０６を介して受け部８０に回収される。一方、分級部４０の下部取出口４０ｂから搬送路２０３を介して分級された繊維を含む分級物が選別部５０に向けて空気中で搬送される。分級部４０から選別部５０へは、分級される際の気流によって搬送されてもよいし、上方にある分級部４０から重力で下方にある選別部５０に搬送されてもよい。なお、分級部４０の上部排気口４０ｃや搬送路２０６等に、上部排気口４０ｃから短繊維混合物を効率よく吸引するための吸引部等を配置してもよい。分級は、あるサイズや密度を境にして正確に分けられるものではない。また、繊維とインク粒とに正確に分けられるものでもない。繊維の中でも比較的短い繊維はインク粒と共に上部排気口４０ｃから排出される。インク粒の中でも比較的大きいものは繊維とともに下部取出口４０ｂから排出される。

選別部５０は、分級部４０により分級された繊維を含む分級物（解繊物）を複数の開口を有するふるい部５１から通過させて選別するものである。さらに、具体的には、分級部４０により分級された繊維を含む分級物を、開口を通過する通過物と、開口を通過しない残留物と、に選別するものである。本実施形態の選別部５０では、分級物を回転運動により空気中で分散させる機構を備えている。そして、選別部５０の選別により開口を通過した通過物は、通過物搬送部５２から搬送路２０４を介して堆積部７０側に搬送される。一方、選別部５０の選別により開口を通過しなかった残留物は、搬送路２０５を介して再び被解繊物として解繊部３０に戻される。これにより、残留物は廃棄されずに再使用（再利用）される。

選別部５０の選別により開口を通過した通過物は搬送路２０４を介して成形部１００側に空気中で搬送される。選別部５０から堆積部７０へは、気流を発生させるブロワー１９０によって搬送される。また、搬送路２０４における選別部５０と堆積部７０との間には、搬送される通過物に対して結着樹脂（例えば、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂）等の添加剤を添加する添加剤供給部６０が設けられている。なお、添加剤としては、結着樹脂の他、例えば、難燃剤、白色度向上剤、シート力増強剤やサイズ剤、吸収調整剤、芳香剤、脱臭剤等を投入することも可能である。これらの添加剤は、添加物貯留部６１に貯留され、図示しない投入機構によって投入口６２から投入される。そして、通過物（解繊物）の少なくとも一部に添加剤が加えられた混合物は、ブロワー１９０によって成形部１００側に搬送される。なお、本実施形態における成形部１００は、解繊物（通過物）の少なくとも一部に添加剤を加えた混合物を用いてシートＰｒ（ウエブＷ）を成形するものである。具体的には、堆積部７０、加圧部１１０や加熱加圧部１２０等を含むものである。

堆積部７０は、繊維を含む材料を堆積可能にするものであり、解繊部３０で解繊された解繊物の少なくとも一部を空気中で堆積するものである。具体的には、堆積部７０は、搬送路２０４から投入された繊維や結着樹脂を含む材料を用いて堆積させてウエブＷを形成するものであり、繊維を空気中に均一に分散させる機構を備えている。また、堆積部７０は、移動しながら解繊物を堆積物（ウエブＷ）として堆積する移動部を有している。なお、本実施形態の移動部は、張架ローラー７２と、張架ローラー７２によって張架されるメッシュが形成されているエンドレスのメッシュベルト７３とで構成されている。そして、張架ローラー７２のうちの少なくとも１つが自転することで、このメッシュベルト７３が一方向に回転（移動）するようになっている。なお、本実施形態にかかるウエブＷとは、繊維と結着樹脂とを含む物体の構成形態を言う。従って、ウエブの加熱時や加圧時や切断時や搬送時等において寸法等の形態が変化した場合であってもウエブＷとして示している。

まず、繊維を空気中に均一に分散させる機構として、堆積部７０には、繊維及び結着樹脂が内部に投入されるフォーミングドラム７１が配置されている。そして、フォーミングドラム７１を回転駆動させることにより通過物（繊維）中に結着樹脂（添加物）を均一に混ぜることができる。フォーミングドラム７１には複数の小孔を有するスクリーンが設けられている。そして、フォーミングドラム７１を回転駆動させて、通過物（繊維）中に結着樹脂（添加物）を均一に混ぜるとともに、小孔を通過した繊維や繊維と結着樹脂の混合物を空気中に均一に分散させることができる。

フォーミングドラム７１の下方には、メッシュベルト７３が配されている。また、フォーミングドラム７１の鉛直下方には、メッシュベルト７３を介して、鉛直下方に向けた気流を発生させる吸引部としてのサクション装置７５が設けられている。サクション装置７５によって、空気中に分散された繊維をメッシュベルト７３上に吸引することができる。

そして、フォーミングドラム７１の小孔スクリーンを通過した繊維等は、サクション装置７５による吸引力によって、メッシュベルト７３上に堆積される。このとき、メッシュベルト７３を一方向に移動させることにより、繊維と結着樹脂を含み長尺状に堆積させたウエブＷを形成することができる。フォーミングドラム７１からの分散とメッシュベルト７３の移動を連続的に行うことで、帯状の連続したウエブＷが成形される。なお、メッシュベルト７３は金属製でも、樹脂製でも、不織布でもよく、繊維が堆積でき、気流を通過させることができれば、どのようなものであってもよい。なお、メッシュベルト７３のメッシュの穴径が大きすぎるとメッシュの間に繊維が入り込み、ウエブＷ（シート）を成形したときの凸凹になり、一方、メッシュの穴径が小さすぎると、サクション装置７５による安定した気流を形成しづらい。このため、メッシュの穴径は適宜調整することが好ましい。サクション装置７５はメッシュベルト７３の下に所望のサイズの窓を開けた密閉箱を形成し、窓以外から空気を吸引し箱内を外気より負圧にすることで構成できる。

メッシュベルト７３上に成形されたウエブＷは、メッシュベルト７３の回転移動により、搬送方向（図中の矢印）に従って搬送される。メッシュベルト７３の上側には剥離部としての中間搬送部９０が配置される。ウエブＷは中間搬送部９０によりメッシュベルト７３上から剥離されて、加圧部１１０側に搬送される。つまり、移動部（メッシュベルト７３）から堆積物（ウエブＷ）を剥離する剥離部（中間搬送部９０）を有し、剥離することで、堆積物（ウエブＷ）を加圧部１１０に搬送できる。また、堆積物（ウエブＷ）を加圧部１１０に搬送する場合には、剥離部（中間搬送部９０）により移動部（メッシュベルト７３）から堆積物（ウエブＷ）を剥離する。中間搬送部９０は、鉛直上方（ウエブＷがメッシュベルト７３から離間する方向）にウエブＷを吸引しながらウエブＷを搬送可能に構成されている。中間搬送部９０は、メッシュベルト７３から鉛直上方（ウエブＷの表面に対して垂直な方向）に離間して配置され、且つ、ウエブＷの搬送方向においてメッシュベルト７３と一部が下流側にずれて配置されている。そして、中間搬送部９０の搬送区間は、メッシュベルト７３の下流側の張架ローラー７２ａから加圧部１１０までの区間となる。

中間搬送部９０は、搬送ベルト９１と、複数の張架ローラー９２と、吸引室９３と、を有する。搬送ベルト９１は、張架ローラー９２によって張架されるメッシュが形成されているエンドレスのメッシュベルトである。そして、複数の張架ローラー９２のうちの少なくとも１つが自転することで、搬送ベルト９１が一方向に回転（移動）するようになっている。

吸引室９３は、搬送ベルト９１の内側に配置され、上面と当該上面に接する４つの側面とを有する中空の箱型形状をしており、底面（下方に位置する搬送ベルト９１と対向する面）が開口している。また、吸引室９３は、吸引室９３内に気流（吸引力）を発生させる吸引部を備えている。そして、吸引部を駆動させることにより吸引室９３の内部空間が吸引されて、吸引室９３の底面から空気が流れ込む。これにより吸引室９３の上方に向けた気流が発生し、ウエブＷをウエブＷの上方から吸引して搬送ベルト９１にウエブＷを吸着させることができる。そして、搬送ベルト９１は、張架ローラー９２が自転することによって移動（周回）し、ウエブＷを加圧部１１０に向けて搬送することができる。また、吸引室９３は、上方から見て、メッシュベルト７３と一部が重なり、また、サクション装置７５と重ならない下流側の位置に配置されるため、メッシュベルト７３上のウエブＷは、吸引室９３と対向する位置においてメッシュベルト７３から剥離させて搬送ベルト９１に吸着させることができる。張架ローラー９２は、搬送ベルト９１がメッシュベルト７３と同速度で移動するように自転する。メッシュベルト７３と搬送ベルト９１の速度に差があると、ウエブＷが引っ張られて破断したり座屈したりすることを、同速度にすることで防止できる。

ウエブＷの搬送方向における中間搬送部９０の下流側に加圧部１１０が配置されている。加圧部１１０は、一対の加圧ローラー１１１，１１２で構成され、搬送されるウエブＷを加圧する。例えば、加圧部１１０により、堆積部７０で形成されたウエブＷの厚みに対しておよそ１／５から１／３０の厚みのウエブＷとなるように加圧する。これにより、ウエブＷの強度を向上させることができる。

ウエブＷの搬送方向における加圧部１１０の下流側に加熱加圧部１２０が配置されている。加熱加圧部１２０は、ウエブＷに含まれる繊維同士を結着樹脂を介して結着させるものである。また、加熱加圧部１２０により、堆積部７０で形成されたウエブＷの厚みに対しておよそ１／５から１／３０の厚みのウエブＷとなるように加熱加圧される。本実施形態の加熱加圧部１２０は、一対の加熱ローラー１２１，１２２で構成されている。加熱ローラー１２１，１２２の回転軸中心部にはヒーター等の加熱部材が設けられており、当該一対の加熱ローラー１２１，１２２間にウエブＷを通過させることにより、搬送されるウエブＷに対して加熱加圧することができる。そして、ウエブＷは一対の加熱ローラー１２１，１２２によって加熱加圧されることで、結着樹脂が溶けて繊維と絡みやすくなるとともに繊維間隔が短くなり繊維間の接触点が増加する。

加熱加圧部１２０の搬送方向の下流側には、ウエブＷを切断する切断部１３０として、ウエブＷの搬送方向と交差する方向にウエブＷを切断する第１切断部１３０ａと、ウエブＷの搬送方向に沿ってウエブＷを切断する第２切断部１３０ｂが配置されている。第１切断部１３０ａは、カッターを備え、連続状のウエブＷを所定の長さに設定された切断位置に従って枚葉状に裁断する。第２切断部１３０ｂは、カッターを備え、ウエブＷの搬送方向における所定の切断位置に従って裁断する。これにより、所望するサイズのシートＰｒ（ウエブＷ）が形成される。切断されたシートＰｒはスタッカー１６０等に積載される。なお、ウエブＷを切断せずに、連続状のまま巻き取りローラーによって巻き取るように構成してもよい。以上により、シート製造装置１においてシートＰｒを製造することができる。

なお、上記実施形態にかかるシートとは、古紙や純パルプなどの繊維を含むものを原料とし、シート状にしたものを主に言う。しかし、そのようなものに限らず、ボード状やウエブ状（や凸凹を有する形状で）あってもよい。また、原料としてはセルロースなどの植物繊維やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの化学繊維や羊毛、絹などの動物繊維であってもよい。本願においてシートとは、紙と不織布に分かれる。紙は、薄いシート状にした態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、ケント紙などを含む。不織布は紙より厚いものや低強度のもので、不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マットなどを含む。

また、上記本実施形態において古紙とは、主に印刷された紙を指すが、紙として成形されたものを原料とするのであれば使用したか否かに関わらず古紙とみなす。

次に、シート製造装置の検知部及びその周辺部の構成について説明する。図２は、光学式検出器及びその周辺部の構成を示し、図２（ａ）は側断面であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

シート製造装置１では、解繊物の少なくとも一部を除去する除去部（分級部４０または選別部５０）を有し、解繊物の搬送方向において除去部（分級部４０または選別部５０）より下流で解繊物の少なくとも一部または混合物の流量を検知している。本実施形態では、解繊物の少なくとも一部を除去する除去部としての選別部５０より下流側において混合物（解繊物に添加剤が加えられたもの）の流量を検知する検知部３００を有している。さらに詳細には、検知部３００が添加剤供給部６０と堆積部７０との間であって、ブロワー１９０の混合物の搬送方向の下流側に配置されている（図１参照）。

図２（ａ）に示すように、搬送路２０４は搬送路２０４の一部が曲がっている曲げ部２１０（２１０ａ，２１０ｂ）を備えている。本実施形態では、図２に示すように、断面視において搬送路２０４は、混合物の搬送方向の上流側において水平方向に配置された水平部２１９ａ，２１９ｂを有している。そして、水平部２１９ａ，２１９ｂには曲げ部２１０ａ，２１０ｂが繋がっている。そして、曲げ部２１０ａ，２１０ｂの混合物の搬送方向の下流側には、曲げ部２１０に繋げられた直線部２１１（２１１ａ，２１１ｂ）を有している。水平部２１９ａ，２１９ｂに対する直線部２１１ａ，２１１ｂの開き角度θは、４５度以上１５０度以下である。なお、本実施形態の開き角度θはほぼ９０度に設定されている。このように搬送路２０４を構成することにより、曲げ部２１０の混合物の搬送方向の上流側からブロワー１９０による気流によって搬送される混合物は曲げ部２１０よりも下流側の搬送路２０４において遠心力で搬送路２０４の一方側、すなわち、曲げ部２１０ａの一部や直線部２１１ａ側に片寄って搬送させることができる。

また、曲げ部２１０または、解繊物の搬送方向において曲げ部２１０よりも下流側の搬送路２０４に、混合物の流量を検知する検知部３００が配置されている。本実施形態では、解繊物（混合物）の搬送方向において搬送路２０４の曲げ部２１０以後の直線部２１１ａの途中位置に検知部３００が配置されている。そして、検知部３００によって検知結果は制御部２に送信されるように構成されている。検知部３００の配置位置は、直線部２１１ａと曲げ部２１０との接続部から検知部３００の光軸Ｓまでの距離Ｈが、例えば、搬送路２０４の内径の９倍以内となるように設定される。距離Ｈが９倍を超えると、遠心力の影響が小さくなり、搬送路２０４の一方側に混合物が片寄らなくなる場合がある。距離Ｈを９倍以内にすることで、確実に一方側に片寄ったところで検出できるので、検出精度がよくなる。距離Ｈは６００ｍｍ以内としてもよい。そして、本実施形態では、検知部３００は搬送路２０４の直線部２１１ａ，２１１ｂに対応する位置に配置されている。

検知部３００は、光を発する発光部３００ａと発光部３００ａから発せられた光を受ける受光部３００ｂとを備えている。そして、発光部３００ａと受光部３００ｂとにおける光軸Ｓが、直線部２１１ａ，２１１ｂに対して垂直方向となるよう、発光部３００ａと受光部３００ｂとが搬送路２０４を介して配置されている。発光部３００ａは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）発光素子やレーザー発光素子等である。検知部３００は、制御部２に接続され、所定のプログラムに基づき、駆動制御される。なお、本実施形態では、直線部２１１ａ側、すなわち、混合物が片寄って搬送される側に発光部３００ａを配置し、反対側の直線部２１１ｂ側に受光部３００ｂを配置している。なお、この構成に限定されず、例えば、直線部２１１ａ側に受光部３００ｂを配置し、反対側の直線部２１１ｂ側に発光部３００ａを配置してもよい。

また、搬送路２０４の少なくとも一部であって、検知部３００の発光部３００ａと受光部３００ｂとにおける光軸Ｓに対応する部分は光が透過するように構成されている。これにより、検知部３００の発光部３００ａから発せられた光を受光部３００ｂで受けることができる。本実施形態では、搬送路２０４の直線部２１１ａ，２１１ｂの一部は透光性を有する透光部材２２０が配置されている。なお、透光部材２２０は、少なくとも発光部３００ａと受光部３００ｂとにおける光軸Ｓ上に設けられていればよく、搬送路２０４の周方向の全体に配置してもよいし、一部分に配置されていてもよい。

また、図２（ｂ）に示すように、発光部３００ａと受光部３００ｂとにおける光軸Ｓが搬送路２０４の内部を通過するように、発光部３００ａと受光部３００ｂとが配置されている。なお、本実施形態では、発光部３００ａと受光部３００ｂとにおける光軸Ｓが、遠心力により混合物Ｆが最も片寄る部分を通る位置に発光部３００ａと受光部３００ｂとが配置されている。搬送路２０４中を気流によって混合物Ｆが搬送される際に、混合物Ｆがある場合は、混合物Ｆは遠心力により図２（ｂ）において搬送路２０４の内部の最も右側を通る。光軸Ｓが最も混合物Ｆが片寄る部分を通るため混合物Ｆがあれば必ず検知でき、精度よく混合物Ｆの有無状態を検出することができる。

具体的には、検知部３００の発光部３００ａから光を発生させ、発せられた光を受光部３００ｂによって受ける。このとき、発光部３００ａと受光部３００ｂとの間に混合物Ｆが通過すると、発光部３００ａからの光が混合物Ｆによって遮られ、受光部３００ｂで受ける受光量が低下する。すなわち、発光部３００ａから光を発生させ、発せられた光を受ける受光部３００ｂの受光量が大きい場合は混合物Ｆが搬送されていない状態を示す。一方、発光部３００ａからの光が混合物Ｆによって遮られ、受光部３００ｂで受ける受光量が低下する場合は、混合物Ｆが搬送された状態を示す。これにより、混合物Ｆの有無状態を検出することができる。

また、受光部３００ｂでは、発光部３００ａからの光を受光量（アナログ信号）として取得する。そして、受光量に基づき出力されたアナログ電圧量を所定周期（例えば、１０ｍｓ）のクロック信号によってサンプリングを行う。制御部２は、予め実験等により用意されたアナログ電圧量と流量とを関連付けたテーブルを参照することにより、サンプリングしたアナログ電圧量に応じた混合物Ｆの流量（搬送重量）を得ることができる。すなわち、検知部３００から出力されるアナログ電圧をモニターすることにより、混合物Ｆの流量（搬送重量）の管理が可能となる。

そして、シート製造装置１では、制御部２により混合物Ｆの流量が大きい場合の方が少ない場合よりも添加剤の供給量を多くするように制御する。具体的には、シートＰｒを成形し始める起動時またはシートＰｒの成形を止める前の終了時において、混合物Ｆの流量が大きい場合の方が少ない場合よりも添加剤の供給量を多くする。さらに詳細には、算出された混合物Ｆの流量に応じて、解繊物と添加剤との混合割合が所定の割合（例えば、解繊物８７％、添加剤１３％）となるように、添加剤供給部６０から供給される添加剤の投入量を制御する。ここで、制御部２は、添加剤の供給量を把握しており、混合物Ｆの流量から解繊物の流量を導出することができるので、添加剤の投入量をフィードバック制御することが可能となる。

以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

検知部３００によって搬送路２０４を流れる混合物Ｆの流量が検知され、検知された混合物Ｆの流量に応じて、解繊物に供給される添加剤の量が制御される。これにより、特に、ウエブＷ（シートＰｒ）を成形し始める起動時やウエブＷ（シートＰｒ）の成形を止める前の終了時において解繊物の流量がばらついたとしても適量の添加剤が供給されるので、品質が安定したシートＰｒを製造することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態にかかるシート製造装置１ａの基本的な構成は第１実施形態にかかるシート製造装置１の構成と同様なので説明は省略し、第１実施形態の構成と異なる構成について主に説明する。

図３は、本実施形態にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図（側断面図）である。図３に示すように、本実施形態のシート製造装置１ａでは、解繊物の少なくとも一部を除去する除去部としての選別部５０より下流側において解繊物の少なくとも一部の流量を検知する検知部３０１を有している。さらに詳細には、検知部３０１が選別部５０と添加剤供給部６０との間に配置されている。また、選別部５０と検知部３０１との間の搬送路２０４にはブロワー１９１が配置されている。

図３に示すように、搬送路２０４は搬送路２０４の一部が曲がっている曲げ部２１０（２１０ａ，２１０ｂ）を備えている。なお、搬送路２０４の構成は第１実施形態の構成と同様なので説明を省略する。そして、解繊物の搬送方向において搬送路２０４の曲げ部２１０以後の直線部２１１の途中位置に検知部３０１が配置されている。そして、検知部３０１によって検知された検知結果は制御部２に送信されるように構成されている。なお、検知部３０１の配置位置は、第１実施形態の構成と同様なので説明を省略する。

検知部３０１は、発光部３０１ａと受光部３０１ｂとを備え、発光部３０１ａと受光部３０１ｂとにおける光軸Ｓが搬送路２０４の内部を通過するように、発光部３０１ａと受光部３０１ｂとが配置されている。なお、検知部３０１の構成は第１実施形態にかかる検知部３００の構成と同様なので説明を省略する。

そして、第１実施形態と同様に、制御部２は、検知部３０１の出力信号から、解繊物の流量（搬送重量）を得ることができ、解繊物の流量（搬送重量）の管理が可能となる。

シート製造装置１ａでは、制御部２により解繊物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも添加剤の供給量を多くするように制御する。具体的には、シートＰｒを成形し始める起動時またはシートＰｒの成形を止める前の終了時において、解繊物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも添加剤の供給量を多くする。さらに詳細には、算出された解繊物の流量に応じて、解繊物と添加剤との混合割合が所定の割合（例えば、解繊物８７％、添加剤１３％）となるように、添加剤供給部６０から供給される添加剤の投入量を制御する。

以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

検知部３０１によって搬送路２０４を流れる解繊物の流量が検知され、検知された解繊物の流量に応じて、解繊物に供給される添加剤の量が制御される。これにより、特に、ウエブＷ（シートＰｒ）を成形し始める起動時やウエブＷ（シートＰｒ）の成形を止める前の終了時において解繊物の流量がばらついたとしても適量の添加剤が供給されるので、品質が安定したシートＰｒを製造することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。変形例を組み合わせてもよい。

（変形例１）図４は、変形例１にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図である。図４に示すように、搬送路２０４を流動する解繊物の少なくとも一部または混合物等の材料の流量を検知する検知部３０２は、発光部３０２ａと受光部３０２ｂとを備え、材料の検知領域が搬送方向に広くなるように構成してもよい。具体的には、発光部３０２ａが材料の搬送方向に沿って長手面を有し、受光部３０２ｂは発光部３０２ａに対応する長手面を有している。このように構成すれば、搬送路２０４を流動する材料を一定の領域において検知可能となるので、材料の検知精度を向上させることができる。

（変形例２）図５は、変形例２にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図である。図５に示すように、搬送路２０４を流動する解繊物の少なくとも一部または混合物等の材料の流量を検知する検知部３０３は、一対となる発光部３０３ａと受光部３０３ｂとを複数備え、材料の検知領域が搬送方向に広くなるように構成してもよい。具体的には、発光部３０３ａが材料の搬送方向に沿って複数の発光部３０３ａを配置する。そして、配置された各発光部３０３ａに対応するように受光部３０３ｂが配置されている。このようにしても、搬送路２０４を流動する材料を一定の領域において検知可能となるので、材料の検知精度を向上させることができる。

（変形例３）図６は、変形例３にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図である。図６に示すように、搬送路２０４を流動する解繊物の少なくとも一部または混合物等の材料の流量を検知する第１検知部３０５と第２検知部３０６とを備えている。第１検知部３０５は発光部３０５ａと受光部３０５ｂとを有し、第２検知部３０６は発光部３０６ａと受光部３０６ｂとを有している。そして、第１検知部３０５は材料の搬送方向における曲げ部２１０の下流側近傍に配置され、第２検知部３０６は材料の搬送方向における第１検知部３０５の下流側に配置されている。ここで、第１検知部３０５の発光部３０５ａから発光される光量と第２検知部３０６の発光部３０６ａから発光される光量とが異なっている。本変形例では、第１検知部３０５の発光部３０５ａの光量の方が、第２検知部３０６の発光部３０６ａの光量よりも大きくなるように設定する。すなわち、曲げ部２１０に近い領域では光量を大きく（高く）し、直線部２１１では光量を小さく（低く）する。なお、第１検知部３０５と第２検知部３０６とは互いの発光が干渉しない程度に間隔を開けて配置する。このように構成すれば、曲げ部２１０近傍では、密集する材料に対して、より大きい光量で発光することによって検知可能となる。また、直線部２１１では材料が希薄なため、より小さい光量で発光することによって検知可能となる。すなわち、搬送路２０４を流動する材料の流量検知範囲のダイナミックレンジを広く設定でき、材料の検知精度を向上させることができる。なお、第１検知部３０５と第２検知部３０６とで光量を異ならせる際、第２検知部３０６の発光部３０６ａに減光手段としての光学フィルターを配置してもよい。このようにすれば、同じ性能の発光部３０５ａ，３０６ａを用いた場合でも、容易に一方の発光部３０６ａの光量を弱める（低くする）ことができる。

（変形例４）図７は、変形例４にかかる検知部及びその周辺部の構成を示す概略図である。上記実施形態では、搬送路２０４の曲げ部２１０は、水平部２１９ａ，２１９ｂに対してほぼ９０度曲がった構成としたが、この構成に限定されない。図７に示すように、搬送路２０４の途中に曲げ部としての窪み部２９２を有した構成であってもよい。そして、窪み部２９２に対応する位置に検知部３００を配置する。このように搬送路２０４の断面を縮小するようにしても、気流により窪み部２９２に材料（解繊物の少なくとも一部または混合物）が寄るため、材料の有無状態を検出することができる。つまり、遠心力を用いなくても、材料を寄せたところで検出すればよい。

（変形例５）上記実施形態では、搬送路２０４の曲げ部２１０における材料（解繊物の少なくとも一部または混合物）の搬送方向は、曲げ部２１０を介して重力方向の反対方向としたが、これに限定されない。搬送路２０４の曲げ部２１０における材料の搬送方向は、曲げ部２１０を介して重力方向であってもよい。このようにしても、上記効果と同様の効果を得ることができる。

（変形例６）上記実施形態では、除去部としての選別部５０の下流側に検知部３００を配置したが、これに限定されない。例えば、除去部としての分級部４０の下流側に検知部３００を配置してもよい。この場合、シート製造装置は選別部が省略された構成となる。このようにしても、上記効果と同様の効果を得ることができる。

１，１ａ…シート製造装置、２…制御部、１０…供給部、２０…粗砕部、３０…解繊部、４０…分級部、５０…選別部、６０…添加剤供給部、７０…堆積部、９０…中間搬送部、１００…成形部、２０４…搬送路、２１０…曲げ部、２１１…直線部、３００，３０１，３０３…検知部、３００ａ，３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０５ａ，３０６ａ…発光部、３００ｂ，３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０５ｂ，３０６ｂ…受光部、３０５…第１検知部、３０６…第２検知部。

Claims (6)

1. 繊維を含む材料を解繊する解繊部と、
   前記解繊部で解繊処理された解繊物の少なくとも一部に、前記繊維同士を結着する樹脂を含む添加剤を供給する添加剤供給部と、
   前記解繊物の少なくとも一部に前記添加剤を加えた混合物を用いてシートを成形する成形部と、を備えるシート製造装置であって、
   前記シート製造装置により前記シートを成形し始める起動時または前記シートの成形を止める前の終了時において、前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも前記添加剤の供給量を多くすることを特徴とするシート製造装置。
2. 請求項１に記載のシート製造装置において、
   前記解繊物の少なくとも一部を除去する除去部を有し、
   前記解繊物の搬送方向において前記除去部より下流で前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量を検知することを特徴とするシート製造装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のシート製造装置において、
   前記混合物の流量を検知する検知部を有することを特徴とするシート製造装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のシート製造装置において、
   前記解繊物の少なくとも一部の流量を検知する検知部を有することを特徴とするシート製造装置。
5. 請求項１または請求項２に記載のシート製造装置において、
   前記解繊物の少なくとも一部および前記混合物を搬送する搬送路を有し、
   前記搬送路は、搬送路の一部が曲がっている曲げ部を備え、
   前記曲げ部または、前記解繊物の搬送方向において前記曲げ部よりも下流側の搬送路に、前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量を検知する検知部を有することを特徴とするシート製造装置。
6. 繊維を含む材料を解繊し、
   解繊処理された解繊物の少なくとも一部に、前記繊維同士を結着する樹脂を含む添加剤を供給し、
   前記解繊物の少なくとも一部に前記添加剤を加えた混合物を用いてシートを成形するシート製造方法であって、
   前記シートを成形し始める起動時または前記シートの成形を止める前の終了時において、前記解繊物の少なくとも一部または前記混合物の流量が大きい場合の方が少ない場合よりも前記添加剤の供給量を多くすることを特徴とするシート製造方法。

Images